사출성형의 조건설정
성형품의 품질저하에 영향을 주는 성형조건에 있어서는 수지온도 , 사출속도와 압력 , 균일한 냉각에 의해서 형성된다. 이러한 관계에 있어서 문제가 야기되고 있는 것이며 성형품의 형상 , 크기 사용 재료에 따라 성형성은 더욱 복잡하게 되어 각 성형품별로 표준화를 작성하지 않으면 안된다.
일반적인 방법으로는
온도를 일정하게 하고 저압 (고압) 저속 (고속)
압력을 일정하게 하고 고온 (저온) 고속 (저속)
온도를 일정하게 하고 고온 (저온) 고압 (고압) 의 순으로 조합을 이루어 사출조건을 정한다.
1) 실린더 온도
재료의 온도 , 재료 GRADE , 금형구조 , 사출성형기에 따라 차이가 있으며 제품표면에 광택을 요구 하는 성형품의 성형에는 실린더 온도를 높게 설정하면 안되며 실린더 온도를 높히면 충격강도가 높아지는 경우가 있으나 이러한 요인은 재료의 특성별로 차이가 있다.
극단적으로 온도를 높게 설정하면 재료의 열분해 , FLASH가 발생하기 쉽다.
제품 두께가 두꺼운 제품은 유동저항이 적기 때문에 실린더 온도는 재료의 유동성과 크게 영향을 미친다.
2)사출압력에 따른 사출속도
일반적으로 사출속도와 압력은 PRIMARY INJECTION시에 높게 설정하여 정한다.
두꺼운 제품이 성형에 있어서는 속도를 빠륵게 하는것이 중요하다.
CAVITY내의 수지온도를 균일하게 하여야 강도, 밀도를 균일하게 할수있다.
사출압력과 속도는 CAVITY FLOW ROUTE 의 단면적에 관계가 있으며 제품설계시(금형설계) GATE위치에 유의를 해야한다.
3)금형온도
금형온도 설정도 일반적으로 높게 설정하며 이유는 유동저항을 적게 해주는데 있으며 또한 잔류응력을 적게 해주는데 있다.
금형온도를 높여주면 광택의 효과를 얻을수 있으며 CAVITY CORE의 금형표면 온도를 일정하게 유지시켜 주는것이 이상적이다.
금형온도를 높여주면 성형수축이 크게 발생하는 경우가 있어 재료의 특성별로 조건설정이 중요하며 외관제품은 금형온도를 높게 , 기능 및 치수가 중요한 제품은 금형온도를 낮게 해주어야 한다.
3-1)금형의 온도관리와 냉각회로의 부적정에 따른 불량현상의 사례
『금형의 온도분포가 부적정한 경우 』- SINK MARK , 기포(VOID) , 제품의 이상변형 , 이형불량 , 백화 , SHORT MOLD
『금형의 냉각회로가 부적정한 경우 』- SINK MARK , 기포(VOID) , 제품의 변형 , 이형불량 , 백화 , SHORT MOLD FLOW MARK , WELD LINE , 표면거칠음과 G/F표면돌출 , STRESS CRACK`G , 내부압력의 발생 , 제품의 경시 변화 등
『금형의 온도가 높은 경우 』- BURR의 발생 , 제품의 강도저하와 치수의 변화(성형수축) , 제조의 이상변형 , 가스흔적 SINK MARK , 이형불량 , SHORT MOLD 등
『금형의 온도가 낮은 경우 』- SHORT MOLD ,WELD LINE , FLOW MARK , 광택불량 , SILVER 표면의 주름 이형불량(긁힘) , 백화 ,STRESS CRACK`G , 내부압력의 발생 , 제품의 강도저하의 경시변화 등
3-2) 적정한 금형의 온도조건과 분포
성형시점에 있어서 금형의 적정한 온도 조건은 사용하는 재료의 종류나 GRADE에 따라 다르다. 금형의 온도와 온도 분포는 제품의 품질이나 생산성에 크게 영향을 주며 제품의 형상이나 두께에 다라 내부응력이나 수축의 UNBLANCE가 발생하여 변형 또는 CRACK , GRAG`G 등의 원인이 되며 특히 결정성의 재료에서는 성형시점의 결정화도를 조정하므로 중요하다.
생산성의 면에서는 금형온도가 낮은 편이 CYCLE TIME이 단축되기 때문에 유리한데 품질 보증면에서는 문제가 됩니다. 금형내의 온도분포는 최고온도 부분과 최적온도 부분의 온도차가 600ton 이하의 중,소형기에는 5℃이내, 600ton 이상의 대형기에는 10℃ 이내로 균일화되어 있지 않으면 고온 부분과 저온부분에서 수축의 UNBLANCE나 내부응력이 발생한다.
4.사출시간
성형품의 형상 , 크기에 따라 차이가 있으며 완전충진과 외관강의 문제를 결정하는 요인이 된다.
두꺼운 제품에는 SINK 또는 VOID의 발생을 방지해야되며 GATE의 폭이 짧거나 작거나 하는 경우에 따라 사출압력 , 재료의 온도와 상관관계가 있다. 사출시간이 짧으면 외관상으로 WRINKLF MARK가 발생하며 VOID발생으로 인한 충격강도 저하의 요인이 될 수 있다.
5.냉각시간
실린더온도 , 금형온도 , 스프루 , 런너 및 성형품의 두께에 따라 크게 변한다.
충분한 냉각시간으로서 성형품의 변형을 적게 해주면 성형 사이클이 길어지고 너무 짧게하면 취출후 경시 변화에 의한 평면 밀도를 이루면서 DISTORSION 또는 WARPAGE , CRACK`G 이 발생하는 것이다.
냉각시간 설정은 수차례에 걸친 외관측정과 촌법측정으로서 결정되어야 한다.